EPC模式装配式标准化厂房设计施工

姚惠超 和昊晖 山西建筑工程集团有限公司

1 前言

随着社会经济的发展，建筑行业的工作水平逐步提高，同时各界对建筑品质有更高的要求，在多重契机之下，建筑行业正彰显出创新式发展的特色。其中，EPC模式在建筑工程中的应用成为主流趋势，而装配式建筑具有流程化、高效化的特点，将两者融合后能够集多项优势于一体，提高资源的利用水平，推动工程相关工作的高效开展，同时实现质量、效率、效益多项目标，对推动建筑行业可持续发展有积极意义。

2 EPC模式装配式标准化厂房设计施工的突出优势

2.1 精简项目组织结构，优化作业流程

某项目规划占地面积169.43亩，总建筑面积123706m2，建设内容包含厂房区（共有10栋标准化厂房）、配套生活服务区、附属基础设施（包含配套水、电、路、管网、绿化等）。若采取常规的项目管理模式，参与管理的单位较多，彼此间缺乏高效的沟通，权责划分模糊，呈现出混乱的管理局面，严重时阻碍工程各项工作的顺利开展。而EPC模式贯彻先进的理念，科学配置人力、物力、财力各项资源，资源管理水平提高，可实现资源效益最大化的目标，对推动工程各项工作的开展大有裨益。

若采取传统项目管理模式，将由监理、设计、施工等单位共同参与，但彼此间仅有简单的合作关系，而非深化至合同关系的层面，导致在项目推进时业主需面临大量的协调工作，而协调期间涉及的因素较多，难度较大，若某环节协调不到位，将对工程造成不同程度的影响，例如出现进度放缓、成本失控等问题。而在应用EPC模式后，整个工作关系得到有效的梳理，业主可挑选有资质的EPC总承包商，再由专业部门参与，因此EPC总承包商负责的工作量被有效精简，仅需将采购、设计、施工等核心阶段的相关工作落实到位即可，工程的可控性较好，各参与方的职权分明，此环境下的项目管理效率自然有显著的提高。装配式建筑对工程数据传输有较高的要求，若应用EPC模式，可打通内部通信渠道，提升信息流通的便捷性，信息在项目参与者间的流通效果较好，各方可及时掌握最新的工程信息，以便更好地协调合作。

2.2 加强优化设计，提高资源利用率

EPC模式下，承包商统筹规划设计、采购、施工等工作，以全局化方式开展工作，妥善调用资源，资源利用水平大幅提高，管理成本显著下降。从企业内部来看，得益于EPC模式的合理化应用，施工组织结构得到有效优化，可规避传统模式下项目管理中存在的问题，降低管理成本。尽管EPC模式中总承包商需承受较多的风险，但由于EPC模式的可行性较高，有利于总承包商主动规避风险、防控风险，以保证风险的可控性。EPC模式中设计单位的工作更具主动性，在该装配式标准厂房的设计中，可更为灵活地整合内部资源、深度优化组织架构，为后续建设工作的开展创设良好的基础。在EPC总承包的领导下，还打破原本项目参与者相互独立的局面，彼此间产生联动关系，沟通力度增强，及时共享信息，识别工程项目推进过程中存在的问题，并尽快处理。

2.3 优化工作流程，提高效率

装配式标准化厂房工程应用EPC模式后，招标工作量减少，招标效率大幅提高，总承包商能够及时介入建设工作中，为工作的开展保驾护航，保证设计、采购、施工等的有效性，更好地契合于装配式建筑施工标准。在设计阶段充分顾及技术、材料、设备等各项生产要素，把握各自与施工的关联，随着项目进程的推进，正式进入施工阶段时，能够增强施工工作的衔接紧密性，富有秩序性地落实各项工作，施工失误率随之降低，工程建设成本减少，达到高质量、高效施工的效果。

2.4 优化成本控制，提高经济效益

在EPC总承包模式中，总承包商同时负责设计、采购、施工等重要工作，能够协调管理，创设最为合适的工程施工节奏。总承包商在项目中针对成本费用等采取有效的管理措施，发包人仅需将工作重心放置在资金筹措和划拨方面即可，所面临的成本管控压力随之减轻。总承包商的工作主动性较强，针对项目做流程化管理，将各项成本稳定在可控状态，有效规避资金层面的风险，有助于实现利润最大化的目标。在装配式厂房的建设中，EPC总承包商在日常工作中将更具主动性，可以有效参与到统筹化、流程化的管理工作中，外部因素对其的干扰较小，成本控制效果显著，工程利润随之增加。

2.5 人才优势显著，管理专业化

EPC总承包商在参与多个项目后，逐步积累起管理经验，且能够打造一支高素质的专业团队，凭借着人才软实力优势有效提升工作成效。管理团队具有专业性，采用的技术、工作方法也较为先进，综合考虑装配式标准化厂房的具体建设情况，围绕质量、进度、成本多个方面做科学的管理，确保各项工程要求均处于可控状态。因此，EPC模式装配式标准化厂房的管理具有突出的专业化特征，设计和施工期间各项工作的管控效果突出。

3 EPC模式装配式标准化厂房施工难点及BIM解决方案

3.1 EPC总承包模式的应用

装配式标准化厂房的设计、施工、运维全流程均采用到BIM技术，建立一套系统性模型，有效衔接设计、采购、施工、运维各个关键阶段，以便协同开展工作，充分发挥出EPC总承包模式的优势，为工程项目的开展提供有效的助推力。

3.2 厂房功能复杂

利用BIM技术从厂房的总体结构出发，结合生产需求，对其进行功能分区，在充分保证厂房各区功能得以正常实现的前提下，兼具适用性、美观性的特点。

3.3 专业协调难度大

厂房具有规模化的特点，在设计阶段建立BIM模型，用于直观呈现厂房内部的布局，并启用专业碰撞检查功能，以富有前瞻性的方式发现厂房建设期间存在的矛盾、冲突，有效优化，在源头上规避问题的出现，减少正式施工中的变更量。

3.4 安全文明施工要求高

通过BIM技术的应用，客观评估项目施工过程中的风险，确定风险类型，有效监督与管理。启用智慧管理平台的安全管理功能，做到及时发现隐患、有效处理隐患，消除项目施工中的阻碍，实现安全文明施工的目标。

4 项目各阶段的主要任务

在“EPC+BIM”的综合管理模式下，确定厂房项目各阶段的具体任务，以任务为导向，在前期做合理的规划，为后续工作的落实打好基础。EPC模式组织架构，如图1所示。

4.1 设计阶段的任务

项目设计阶段，根据已经掌握的信息建立BIM模型，并在方案设计、施工蓝图设计等环节持续对既有模型做深入优化，使生成的BIM模型与实际环境相契合。准确统计工程量，开展招采工作。在整个设计过程中，各专业分包单位均能够有效参与其中，建言献策，提高设计水平。

4.2 施工阶段的任务

施工阶段，有效细化已经建设的BIM模型，增添必要的工程数据，形成有可行性的施工模型，作为管理平台运行的关键依据。通过平台各模块的联合应用，实现工地智慧化管理。

4.3 运维阶段的任务

除了设计与施工外，运行维护也是重要的工作阶段，完善BIM模型，视实际情况有针对性地增添运维所需的管理信息。在构建运维BIM模型后，为智慧化运维管理提供支持，保证运维阶段的管理效果。

5 工作流程与具体要点

项目部高度重视EPC总承包模式的应用，也关注到装配式标准化厂房项目的特点，提前招标各专业分包单位，由此类参与者共同投身于设计及前期准备工作中，探讨可能存在的工作问题，予以有效的解决，在前期消除工作阻碍。项目工作流程如图2所示。

5.1 项目BIM实施导则

实施导则对各参与单位的职责做出明确说明，阐述各自在设计、施工、运维阶段的具体工作内容，并规范BIM工作的管理及流程，以便有秩序性地开展各项工作。实施导则中制定BIM实施质量管理保障措施，具体涉及沟通机制、评审机制等。

5.2 项目BIM实施标准

综合考虑设计、施工、运行维护各阶段，统一各阶段的规定，细化模型整合、模型扣减、模型表达等内容，制定具有可行性的模型交付及验收规则。在形成相应标准后，对工作产生约束作用，以免出现工作随意化、盲目化问题。提高项目BIM协同工作质量，管理成效突出。

6 工程应用

集EPC总承包模式、BIM技术优势于一体，结合装配式标准化厂房项目的建设要求，在项目初期做统筹规划，依据规范将分包的招标工作落实到位，选择具有资质的分包单位，深化图纸设计，化繁为简。此后，输出文件（包含专业图纸、全景场景等），作为现场施工的重要参考。

6.1 装配式钢结构应用

钢结构是厂房的重要结构形式，结合项目加工生产需求，用TeklaStructures软件建模，并分析模型，对细部做深化设计。在具体设计中，先确定钢结构定位及选型，再综合考虑加工、安装、运行维护等因素，有针对性地设计钢结构模型，提高可行性。在前述基础上，得到一套合理的钢结构深化模型数据，导入数控机床，以便下料、加工成型。纵观整个钢结构作业流程，可有效打通设计与施工间的信息传递壁垒，整个流程得以精简，施工效率大幅提高。

6.2 机电管线应用

依托BIM模型，进行厂房的绿色安全性能分析，从稳定性、功能可靠性、节能环保性多个方面分析，根据分析结果开展设计，提高厂房的综合品质。在完成性能检查后，着重针对厂房的各重点部位做管线综合排布设计，此项工作由各专业机电分包单位负责，重点考虑对象包含走廊、机房等（见图3）。根据机电各内部专业特点有效协调，在关注机电自身质量的同时，积极与钢结构专业、幕墙专业等取得联系，加强沟通，及时发现各专业间存在的冲突，有效协调，以免因前期深化设计不到位而导致后续存在明显机电管线设计变更现象。

6.3 幕墙应用

幕墙设计环节，综合应用到Rihno与Revit组合方案，得到初步的幕墙模型后，优化各处细节，提高可行性。窗框和倾斜龙骨的施工要求较高，在设计阶段要加强与钢架结构专业、机电水暖电专业等的沟通，做全面的分析，识别幕墙模型中错漏碰缺等问题，妥善处理。在前期设计阶段便有幕墙分包专业技术人员参与其中，在其配合下，顺利完成幕墙窗框和龙骨的深化工作。

经过深化设计后，输出幕墙和龙骨排布的图纸，此类图纸具有重要的参考价值，后续幕墙工厂加工、现场安装工作均根据该图纸展开。设计人员与幕墙分包人员在设计阶段彼此磨合，共同配合，可有效保证幕墙的施工质量。

7 各类型工作平台的应用

7.1 协同设计平台的应用

设计部门和专业分包单位分别负责自身职责范围内的工作，但彼此间还具有紧密的关联，加强两大主体的沟通尤为关键，以便共同促进工程项目的发展。为此，建立协同设计平台，赋予各方特定的权限，凭借专属账号登录，在平台上进行文件上传、下载、浏览、问题探讨，即借助平台增强彼此的联动性，凝聚工作合力。

7.2 智慧工地平台的应用

依托智慧工地平台，提供智能化管理功能，全面管理人员、材料、机械设备等各项要素，建立创新管理体系并彰显出其价值，以便深化设计内容的顺利落地，进而实现安全、质量、效率等层面的目标，将EPC模式装配式标准化厂房的建设水平提高至更高的层次，打造具有代表性的现代化厂房项目。

8 结束语

综上所述，在厂房项目中应用EPC模式与装配式结构的综合方案后，可更好地针对组织架构、工程、成本等采取全方位的管理措施，消除项目推进过程中的阻碍因素，使项目具有高品质的特色。此时，设计水平提高，施工质量得到保证，厂房的综合质量良好，能够为正式投产提供可靠的硬件支持。